(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力導波路（２０５）及び出力導波路（２１０）と、
前記入力導波路（２０５）及び前記出力導波路（２１０）と交差して、前記入力導波路（２０５）の側面の壁が存在しない交差部分（１３５）を形成する交差導波路（２１５）と、
前記交差部分（１３５）の上面のみ及び底面のみの少なくとも一方と光学的に結合されて前記交差部分（１３５）内に導波モード（４０５）を生成する少なくとも１つのブロック（３０５、３１０）と
を備える
導波路交差構造（３００）。
【請求項２】
前記ブロック（３０５、３１０）は、直方体であって、前記交差部分（１３５）の上面のみ及び底面のみと光学的に結合される
請求項１に記載の導波路交差構造（３００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのブロックは、前記交差部分と実質的に同一のフットプリントを有する
請求項１に記載の導波路交差構造（３００）。
【請求項４】
前記ブロック（３０５、３１０）は、前記入力導波路（２０５）、前記出力導波路（２１０）及び前記交差導波路（２１５）の少なくとも１つと同じ材質特性を有する
請求項１に記載の導波路交差構造（３００）。
【請求項５】
前記ブロック（３０５、３１０）は、前記入力導波路（２０５）、前記出力導波路（２１０）及び前記交差導波路（２１５）のいずれか１つから当該導波路交差構造に入る光エネルギーについて、実質的に同様の側面方向の閉じ込めを提供する
請求項１に記載の導波路交差構造（３００）。
【請求項６】
損失を低減された導波路交差構造であって、
直線上にある入力導波路（２０５）及び出力導波路（２１０）と、
前記入力導波路（２０５）及び前記出力導波路（２１０）と交差して、前記入力導波路（２０５）の側面の壁が存在しない交差部分（１３５）を形成する交差導波路（２１５）であって、前記入力導波路（２０５）及び前記出力導波路（２１０）と実質的に直交する交差導波路（２１５）と、
前記入力導波路（２０５）及び前記出力導波路（２１０）を形成するために使用される材料と実質的に同様の材料で形成され、前記交差部分（１３５）の上面のみを覆って前記交差部分（１３５）と光学的に結合される上部ブロック（３０５）と、
前記入力導波路（２０５）及び前記出力導波路（２１０）を形成するために使用される材料と実質的に同様の材料で形成され、前記交差部分（１３５）の底面のみを覆って前記交差部分（１３５）と光学的に結合される下部ブロック（３１０）と
を備え、
当該導波路交差構造は、マルチレイヤナノインプリントマスクを用いて形成される
導波路交差構造。
【請求項７】
入力導波路（２０５）及び出力導波路（２１０）と、前記入力導波路（２０５）及び前記出力導波路（２１０）と交差して、前記入力導波路（２０５）の側面の壁が存在しない交差部分（１３５）を形成する交差導波路（２１５）とから構成される導波路交差構造（３００）内で光損失を低減する方法であって、
少なくとも１つのブロック（３０５、３１０）を前記導波路交差部分（１３５）の上面のみ及び底面のみの少なくとも一方と光学的に結合させて、前記交差部分（１３５）を通過する光エネルギー（４０５）が側面方向に閉じ込められるように、前記交差部分（１３５）の断面高さを増加させること
を含む
方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのブロック（３０５，３１０）の高さを調整して前記光エネルギー（４０５）の所望の量の側面方向の閉じ込めを実現すること
をさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのブロック（３０５，３１０）の物理的特性を調整して後方反射を最小化すること
をさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのブロックは、前記交差部分と実質的に同一のフットプリントを有する
請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光ビーム又は光信号は、ディジタルデータを伝送するためにしばしば使用される。
例えば、光信号は、単一の回路基板上の電子部品間、又は近接する回路基板上の電子部品間でデータを伝送するために使用され得る。
光信号は、統合された回路内のサブコンポーネント間でデータを伝送するために、ますます使用されている。
【０００２】
光信号は、導波路を使用してルーティングされ得る。
導波路は、光エネルギー（optical energy）の拡張を制御して所望の位置へ光エネルギーを導く境界を付与することによって、光エネルギーを伝達する。
一般に、光導波路は、クラッディング又は空気のような、低い誘電率の材料で囲まれた、相対的に高い屈折率の誘電体から形成される。
例えば、リッジ（ridge）導波路は、集積回路内のサブコンポーネント間で光信号を伝送するために形成され得る。
一般に、リッジ導波路は、信号元を１つ以上の検出部と光学的に結合する、矩形又は円の断面を有する細長い構造である。
リッジ導波路は、対象となる光波長又は波長の幅について少なくとも部分的に透明（transparent）な様々の材料から形成され得る。
【０００３】
光集積回路の設計及び製造は、導波路が互いに交差しなければならない場合に、より複雑となる。
この問題に対する１つの可能性のある方法は、別の導波路の上又は下を通過するように、回路面外に交差導波路（crossing waveguide）の１つをルーティングすることである。
しかしながら、光集積回路の製造にこのような面外の構造を追加することは、光集積回路の製造の複雑さ及び製造コストを非常に増大させる。
さらに、回路面外へ出て回路面へ戻る導波路内の曲がり角又は湾曲は、不要な反射又は信号強度の損失をもたらす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る導波路交差構造（３００）は、入力導波路（２０５）及び出力導波路（２１０）と、前記入力導波路（２０５）及び前記出力導波路（２１０）と交差して交差部分（１３５）を形成する交差導波路（２１５）と、ブロック（３０５、３１０）であって、前記交差部分（１３５）に光学的に結合されて、導波モード（４０５）が前記交差部分（１３５）内に生成されるブロック（３０５、３１０）とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
添付図面は、本明細書に記載される原理の種々の実施形態を示し、本明細書の一部である。
例示される実施形態は、単なる例であり、特許請求の範囲を限定するものではない。
【０００６】
【図１】本明細書に記載される原理の一実施形態による、入力導波路（input waveguid）と交差導波路との交差部分（intersection）におけるクロストーク（cross-talk：混信、漏話）のために光損失が発生した導波路交差構造（waveguide intersection）の例示的な図である。
【図２】本明細書に記載される原理の一実施形態による、入力導波路と交差導波路との交差部分における後方反射のために光損失が発生した導波路交差構造の例示的な図である。
【図３】本明細書に記載される原理の一実施形態による、入力導波路と交差導波路との交差部分に上下誘電性ブロックが追加された導波路交差構造の例示的な図である。
【図４】本明細書に記載される原理の一実施形態による、入力導波路における光導波モード（guided optical mode）を示す例示的な図である。
【図５】本明細書に記載される原理の一実施形態による、交差導波路における光導波モード（guided optical mode）を示す例示的な図である。
【０００７】
図面を通して、同一の参照符号は、必ずしも同一ではないが同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
光集積回路の製造において、スペースの制約及び複数の入力導波路で作動することへの要望は、導波路交差構造（waveguide intersection）によって容易となる。
面外に湾曲を製造することの困難さと、その湾曲によって生じる放射及び反射とによって、導波路は、別個の平面上又は別個の層上を互いに物理的に交差せずに、同一平面の領域で交差し得る。
従って、本実施形態は、信号の完全性を犠牲にすることなく、光信号が導波路間の物理的な交差部分を通って移動できるようにする構造及び技術を説明する。
【０００９】
多数の導波路交差構造が使用される一般的な応用には、マルチコアチップデザイン間で相互接続するために使用される大規模並列光ネットワーク（massively parallel photonic network）が含まれる。
マルチコアチップデザインにおける相互接続の密度及び数が増大すると、様々なコア間の電気的な相互接続がシステムの性能を制限する要因となる。
電気的な相互接続をオンチップ導波路ネットワークに取り換えることによって、相互接続は、かなりのスピードと、より小さいフットプリント（footprint：設置面）と、より低い熱損失とを提供し得る。
オンチップ誘電性導波路がより密集して設けられると、導波路交差構造がより一般的となり、これらの導波路交差構造における信号のクロストークの低減がより重要となる。
【００１０】
光ネットワークが使用される別の応用は、光スイッチングネットワークにある。
光スイッチングネットワークにおいて、多数の入力（input）が同じ数の出力（output）に導かれ、導波路交差構造は、各入力を全ての出力と結び付けるために必要とされる。
大きなスイッチングアーキテクチャにおいて、光導波路を交差することに関する損失は、特別な心配事である。なぜならば、その損失は、特別に選択されたパスにおいて遭遇する導波路交差構造の数の要素（function）であり、従って、損失は、パスに伴って変化するからである。
【００１１】
２つ以上の導波路が交差することによって、これらは交差部分を形成する。この交差部分では、導波路の媒体が、２つ以上の入力導波路から対応する出力導波路に光エネルギーを伝送するために使用される。
導波路交差構造は、望ましくない光損失及びクロストークを回避するのにできるだけ有効であるべきである。
理想的には、光エネルギーは、入力導波路から交差部分に入り、混乱又は損失なしに、交差部分を通過して所望の出力導波路に導かれるだろう。
しかしながら、２つ以上の導波路の物理的な交差は、一般的に、光学経路の有効屈折率（effective index of refraction）の大きな変化をもたらす。
この不連続は、入射（incident）導波モード（guided mode）を阻害し、通常、クロストーク、後方反射、及びオープンスペースへのスキャッタリング（scattering：分散）の要因となる。
【００１２】
クロストークは、意図的でない導波路への光エネルギーの漏洩である。
導波路交差構造におけるクロストークの１つの原因は、交差部分の光エネルギーの伝播に対する側面方向（lateral）の抑制の不在である。
先立って導波モードを定める境界としての役割を果たした入力導波路の側壁は、交差部分では存在しない。
これらの側面方向の抑制がないと、光エネルギーは交差部分に拡散し、光エネルギーの一部は交差導波路へ逃げ込む。
そして、この分散した光エネルギーは、別の光信号を劣化させ得る。
【００１３】
インタフェース又は光媒体の切れ目で光エネルギーの一部が方向を反転させて、後方反射が発生する。
上述したように、有効屈折率は、交差部分の入口又は出口で突然変化する。
この有効屈折率の変化は、出力の損失及びノイズをもたらす後方反射の原因となり得る。
【００１４】
スキャッタリングは、光エネルギーが、粗面、エッジ又は他の欠陥部分に遭遇し、光導波路の外部へ迂回される場合に発生し得る。
交差部分では、光エネルギーはもはや入力導波路内で抑制されずに拡散し、それによって、光エネルギーと周囲面との相互作用が増大し、スキャッタリングの可能性が高くなる。
【００１５】
以下の説明では、説明の目的で、本システム及び方法を完全に理解させるために多くの具体的詳細が記載されている。
しかしながら、本装置、システム、及び方法がこれらの具体的詳細を用いずに実施され得ることは、当業者には明らかであろう。
本明細書での「実施形態」、「例」、又は同様の文言への言及は、その実施形態又は例に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、少なくともその１つの実施形態には含まれるが必ずしも他の実施形態に含まれるわけではないことを意味する。
本明細書の種々の場所における「一実施形態では」という表現又は同様の表現の種々の例は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すわけではない。
【００１６】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、用語「光エネルギー」は、概ね１０ナノメートル〜５００ミクロンの波長を有する放射エネルギーを指す。
このように定義される光エネルギーの例として、限定はされないが、紫外線、可視光線及び赤外線が挙げられる。
光エネルギーのビームは、本明細書において「光ビーム（light beam）」又は「光学ビーム（optical beam）」として参照され得る。
【００１７】
以下、本明細書で開示される原理が、例示的なシステム及び方法に関して説明される。
【００１８】
図１は、導波路交差構造（１００）の例示的な図である。
一実施形態によれば、導波路交差構造（１００）は、入力導波路（１０５）、出力導波路（１１０）及び交差導波路（１１５）から形成される。
導波路の交差部分（１３５）は、破線の箱で輪郭が描かれている。
理想的には、入射光エネルギー（１２０）は、入力導波路（１０５）を通って進み、あらゆる損失を生じさせないで交差部分（１３５）を素通りし、出力導波路（１１０）に至る。
【００１９】
上述したように、損失が導波路交差構造に生じ得るいくつかの原因がある。
例えば、入射光エネルギー（１２０）が交差導波路（１１５）へ逃避し得る。
このクロストークエネルギー（１３０）は、入射光エネルギー（１２０）からの望ましくないエネルギー損失を表す。
出力エネルギー（１２５）の大きさは、クロストークエネルギー（１３０）として逃避したエネルギーの量だけ削減される。
そして、クロストークエネルギー（１３０）は、交差導波路（１１５）を通って進む信号に重ねられる。
この意図しない信号は、交差導波路（１１５）を通って進む信号の完全性を劣化させ得、又は、回路の異常を引き起こし得る。
【００２０】
図２は、リッジ導波路交差構造（２００）の例示的な三次元図である。
リッジ導波路交差構造（２００）は、入力導波路（２０５）、出力導波路（２１０）及び交差導波路（２１５）から形成される。
上述したように、リッジ導波路は、１つ以上の対象となる光導波路について少なくとも部分的に透明な様々な材料から形成され得る。
一実施形態によれば、リッジ導波路は、基板に被着したシリカから形成され得、集積回路の製造技術を用いて成形され得る。
限定ではなく例示を目的として、リッジ導波路は、いくつかのガラス、シリコン、シリコン化合物、ポリマー、又は他の誘電体材料から製造され得る。
いくつかの実施形態では、リッジ導波路は、標準的な集積回路の製造技術を用いて製造され得る。
【００２１】
上述したように、入射光エネルギー（１２０）は、入力導波路（２０５）を通って、交差部分に向かって進む。
入射光エネルギー（１２０）のモードシェイプ（mode shape）は、入力導波路及び周囲の材料の形状（geometry）及び物理的特性に影響される。
これらの周囲の材料は、基板、追加のクラッド層（cladding layer）、近接構造又は塗膜を含み得る。
別の特性のうちで、入力導波路（２０５）及び周囲の材料は、導波路を通って進む光のモードシェイプ及び有効屈折率に影響する。
特定のモードシェイプ及び有効屈折率は、様々な要素に影響され得る。
限定ではなく例示を目的として、これらの要素は、導波路の形状、材料の温度、入射光エネルギーの波長、様々な電磁界の存在等を含み得る。
入力導波路は、光エネルギーの特定の波長又は最小の損失の波長の幅を伝達するように調整され得る。
【００２２】
入射光モードで伝達されるエネルギーは、入射導波路の内部、及び入射導波路のごく近接した範囲に閉じ込め（confine）られる。
導波路の形状及び他の物理的な規制によって、光エネルギーは、導波路を通過して進む間に１つ以上のモードシェイプをとる（assume）。
用語「モードシェイプ」は、光エネルギーが媒体を通過して進むときの、光エネルギーの分布を示す。
光エネルギーが交差部分へ達するとき、側面方向の光エネルギーの拡張を制限する入力導波路の壁は存在しない。
上述したように、このとき光エネルギーが側面方向へ自由に伝播するモードシェイプと結び付く可能性があり、これによって、大量の光エネルギーが、交差導波路（２１５）を通って交差部分から出る。
上述したように、クロストークエネルギー（１３０）は、システムを通過された光信号に望ましくない影響を与え得る。
クロストークは、出力信号の振幅（amplitude）を低減させるだけでなく、交差導波路を通って伝播する望ましくない信号を取り込む。
【００２３】
入射光エネルギー（１２０）が進行する際に不連続となる場合に、後方反射が発生し得る。
１つのこのような不連続は、入射光エネルギー（１２０）が参照平面Ａ２２０を横切って導波路交差構造（２００）の交差部分に入る際に発生し得る。
以前は閉じ込めていた入力導波路の壁が、交差導波路（２１５）の交差部分によって中断する場合に、媒体の有効屈折率は突然変化する。
後方反射Ａ（２３０）は、この変化で発生し得る。
【００２４】
光エネルギーが、閉じ込める出力導波路に再度入るときに、別の変化が参照平面Ｂ（２２５）で発生する。
同様の後方反射Ｂ（２３５）がその地点で発生し得る。
１つの典型的な実施形態によれば、後方反射（２３０，２３５）は、これらが同様の振幅及び逆位相を有するように調整され得る。
調整された後方反射（２３０，２３５）が入力導波路（２０５）を後退する場合に、それらは破壊的に（destructively）干渉する。
この破壊的な（destructive）干渉は、後方反射を相殺し、光エネルギーのノイズ及びエネルギー損失を低減する。
【００２５】
後方反射（２３０，２３５）は、これらに限定されないが、交差部分の幅を調整すること、光学材料を選択すること、導波路の形状を調整すること、及び／又は（and/or）、周囲の構造の形状を調整することを含む多くの要素を使用して、同様の振幅及び逆位相を持つように調整され得る。
【００２６】
入射光エネルギー（１２０）が進行する際に不連続となる場合に、オープンスペースへのスキャッタリングが発生し得る。
このプロセスにおいて、導波モードの形態で導波路に沿って進行する光エネルギーは、導波路の外へ及び周囲の媒体へスキャッタリングされ得る。
スキャッタリングされたエネルギー（２４０，２４５）は、光信号の望ましくない損失である。
１つのこのような不連続は、入射光エネルギー（１２０）が参照平面Ａ（２２０）を横切って導波路交差構造（２００）の交差部分に入る際に発生し得る。
光エネルギーが、閉じ込める出力導波路に再度入るときに、別の変化が参照平面Ｂ（２２５）で発生する。
平面Ｂ（２３５）における同様のスキャッタリングが、その地点で発生し得る。
【００２７】
図３は、リッジ導波路交差構造（３００）の例示的な図である。
一実施形態において、導波路の幅は１０〜２００ナノメートルであり、厚さは５〜１００ナノメートルである。
さらに、導波路は様々な角度で交差し得る。
図３に示された例において、交差導波路（２１５）は、入力導波路（２０５）及び出力導波路（２１０）と９０度で交差する。
別の実施形態では、交差角度は、数度の鋭角から大きな鈍角に及ぶ。
【００２８】
１つの実施形態によれば、１つ以上の誘電性ブロック（３０５，３１０）が、入力導波路（２０５）と交差導波路２１０との交差部分に形成される。
図３において、上部ブロック（３０５）は、交差部分の上に形成され、下部ブロック（３１０）は、交差部分の下に形成される。
上部ブロック（３０５）及び下部ブロック（３１０）の存在は、入射導波モードの方向へ伝播する有限数の固有モード（eigenmode）をもたらす。
このことは、交差部分における側面方向への光エネルギーの拡張を制限する。
さらに、ブロック（３０５，３１０）は、交差部分で後方反射を低減するように構成され得る。
【００２９】
これらのブロック（３０５，３１０）は、導波路及び光集積回路の他の構成要素と同じプロセスを使用して形成され得る。
一実施形態によれば、マルチレイヤナノインプリントマスク（multilayer nano-imprint mask）が、誘電性ブロック及び交差された導波路の両方を形成するために使用される。
マルチレイヤナノインプリントリソグラフィ（lithography）の使用によって、三次元構造が単一の工程（operation）で形成され得る。
これは、誘電性ブロックと交差された導波路との高度な位置合わせをもたらす。
いくつかの実施形態において、上部ブロック（３０５）及び下部ブロック（３１０）のうちの１つのみが形成される。
唯一のブロックを使用することで、交差部分における損失及びクロストークを大幅に低減しつつ、製造の複雑さが低減され得る。
【００３０】
上部ブロック（３０５）及び下部ブロック（３１０）は、周囲の媒体の屈折率よりも高い屈折率の様々な材料から形成され得る。
一実施形態によれば、ブロック（３０５，３１０）は、製作プロセスを簡素化する導波路と同じ材料から形成され得る。
別の実施形態では、ブロック材料は、導波路交差構造（３００）の光特性を改良するように選択され得る。
限定ではなく例示を目的として、特定の屈折率のブロック材料が、交差部分によって発生される後方反射を低減させるために選択され得る。
【００３１】
図３の例示的な図において、ブロック（３０５，３１０）の形状が、交差部分全体を覆う鋭いエッジの矩形で示されている。
多くの他の形状が使用され得る。
例えば、製造上の制約は、ブロック（３０５，３１０）がさらなる丸いエッジを有することに影響する。
さらに、ブロック（３０５，３１０）は、交差部分よりも小さい又は大きいフットプリントを有し得る。
ブロックの厚さはまた、光エネルギーの所望の閉じ込めを実現するように調整され得る。
より厚いブロックによって、光エネルギーは交差部分の中心に多く閉じ込められ、薄いブロックによっては、あまり閉じ込められない。
一実施形態によれば、ブロック（３０５，３１０）は、導波路（２０５，２１０，３１５）の厚さと同じかそれよりも薄い厚さを有する。
【００３２】
上部ブロック（３０５）及び下部ブロック（３１０）は、理想的には、ブロックが交差部分の不可欠な部分となるように、導波路に併合される。
一実施形態では、ブロック及び導波路は、完全に一体化しており、１つのプロセスで形成される。
ブロックと交差部分との間の光学的境界を除去することによって、ブロックは、交差部分を通過する光エネルギーに、より直接的に影響を与え得る。
さらに、ブロックと交差部分との間の光学的境界を除去することによって、望ましくない反射及びスキャッタリングが除去され得る。
【００３３】
図４は、入力導波路（２０５）を横切る参照平面Ｃ（３１０）において見られる入力導波路（２０５）の断面図である。
上述したように、入力導波路（２０５）及びその周囲は、それを通過する光エネルギーのモードシェイプを定義する境界及び他の条件を提供する。
この入力モード（４００）は、連続した同心楕円で示される。
光フラックス（optical flux）の密度は、同心楕円の充填量（fill）によって示され、より濃い充填はより高い光フラックスを示し、より淡い充填はより低い光フラックスを示す。
【００３４】
上述したように、入力モード（４００）は、入力光信号の特性の組合せと、入力導波路及び周囲構造の物理的な制約とによって引き起こされる。
図４の例示において、光フラックスの大部分は、入力導波路（２０５）内に閉じ込められ、入力導波路（２０５）の中心においてフラックス密度は最も高い。
外側の楕円によって示されるように、少量の光エネルギーのみが導波路（２０５）の外側へ分布される。
【００３５】
図５は、交差部分を横切る参照平面Ｃ（３１０）において見られる交差部分の断面図である。
交差導波路（２１５）、上部ブロック（３０５）及び下部ブロック（３１０）の断面が示される。
上部ブロック（３０５）及び下部ブロック（３１０）がない構成において、交差部分内の光モードは、側面方向に抑制されない。
上述したように、これは、重大なクロストーク、反射、スキャッタリング及び他の望ましくない光学的挙動を引き起こし得る。
【００３６】
上部ブロック（３０５）及び下部ブロック（３１０）の追加は側面方向の抑制をもたらし、２つのブロック（３０５，３１０）間に集中された領域の、良く閉じ込められた交差モード（intersection mode）（４０５）をもたらす。
交差モード（４０５）は、２つのブロック（３０５，３１０）の厚さが増す程、より強固に閉じ込められる。
このようなガイドされた交差モード（４０５）の存在は、入口境界における入力モード（４００）と交差部分の出口境界における出力モードとに合致する、より良いモードを提供する。
【００３７】
上述した入力モード（４００）と同様に、交差モード（４０５）は、連続した同心楕円で示される。
モード内の光フラックスの密度は、同心楕円の充填量によって示され、より濃い充填はより高い光フラックスを示し、より淡い充填はより低い光フラックスを示す。
入力モード（４００）と比較した場合、交差モード（４０５）は、側面方向の境界が小さいために、より大きな側面方向の拡散を有する。
しかしながら、交差モード（４０５）は、光エネルギーの大部分を交差部分の中心に閉じ込め、エネルギーのクロストークへの損失量を抑制する。
【００３８】
さらに、上部ブロック（３０５）及び下部ブロック（３１０）又はこれらのいずれか（上部ブロック（３０５）及び／又は下部ブロック（３１０））の追加は、交差部分の有効屈折率と導波路とのミスマッチを低減する。
したがって、後方反射の大きさがかなり低減される。
一実施形態によれば、上部及び下部の誘電性ブロックが導波路交差構造の設計に追加された場合に、クロストークにおいて８５％の低減が観測され、後方反射において９０％の低減が観測された。
後方反射は、導波モードの有効１／２波長（half effective wavelength）となるように交差箇所のサイズを選択することによって、さらに低減され得る。
【００３９】
上部ブロック（３０５）及び／又は下部ブロック（３１０）によって導入されたモードマッチング特性のために、入射導波モードに入りこんだエネルギーは、交差モード（４０５）と、より良く適合（match）する。
さらに、交差モード（４０５）は、出力導波路の導波モードと、より良く適合する。
これは、モードの不連続を低減し、周囲媒体へのスキャッタリングを大きく抑制する。
【００４０】
つまり、多くのコアチップデザインからの相互接続の要求を満足させるために、チップ上で形成される（build on-chip）ような、大規模並列光ネットワークの需要が増加している。
オンチップの誘電性導波路が、より密集して設けられ、互いに交差する機会が高くなると、導波路交差構造における光損失及びクロストークの低減が、ますます重要になってくる。
【００４１】
導波路交差構造の交差部分に上部ブロック及び／又は下部ブロックを形成することは、交差部分における光損失及びクロストークを、かなり低減させる。
上部ブロック及び下部ブロックは、従来のリソグラフィープロセス（lithographic process）を用いて、効果的に形成され得る。
ブロックは、交差部分内に、よく閉じ込められた固有導波モード（guided eigenmode）を形成する。
ブロックの厚さが大きくなるにつれて、その領域は交差部分の中心に、より集中する。
交差導波路によって捕えられたエネルギー（クロストークエネルギー）が大きく低減され得るように、このような導波モードの存在は、交差部分の境界の出入口において入射導波モードと適合する、より良いモードを提供する。
入射導波路への後方反射及び交差部分によって生じる周囲媒体へのスキャッタリングもまた、大きく低減される。
このようにして、光信号の完全性は保護され、導波路交差構造における入射光信号からのエネルギー損失は大きく低減される。
【００４２】
上記説明は、説明された原理の実施形態及び例を例示及び説明するためにのみ提示されている。
この説明は、網羅的であることも、開示されたのと全く同じ形態にこれらの原理を限定することも意図されない。
上記教示に鑑みて多くの変更及び変形が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１００  導波路交差構造
１０５  入力導波路
１１０  出力導波路
１１５  交差導波路
２００  リッジ導波路交差構造
２０５  入力導波路
２１０  出力導波路
２１５  交差導波路
３００  リッジ導波路交差構造
３０５  上部ブロック
３１０  下部ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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